基于图像传感器的金标免疫分析技术研究

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1、.onthe—I—mage—S—enso———r—ByBeiteChenADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofOpticalEngineeringShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,UniversityofChineseAcademyofSciencesJune,2013中国科学院上海光学精密机械研究所硕士学位论文研

2、究生入学时间2010.092013年06月01日独创性声明本人声明所呈的学位论文是本人存导师指导下进行的研究上作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地力外,论文中不包含其tih.hA已经发表或撰写过的研究成果,也不也含为获得叶]I玉

3、科学院上海光学精密机械研究所或其它教育机构的学化或证书而使用过的材料。与我一I—J工作的I司志对本研究1作所做的任何贡献,均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:缉噍迅缬签字日期:州歹年6月占H学位论文版权使用授权书本学位论文作者完伞了解中国科学院卜.海光学精密机械研究所订关保科、使用学位论文

4、的规定,有权保留71-r甸国家有关部门或机构送交论文的复ElJ'f'l+和电子文件,允许论文被套阅和借阅。本人授权中国科学院上海光学精密机械研究所可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫捕等复制手段保存、汇编学位论文。(保常的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:俐签字日期:≯f;年Z月‘口学位论文作者毕业去向T作单位:通信地±II::揖删币繇蓣埒签字口期:沙I’年‘月易u电子邮件地址:电话邮编中科院上海光学精密机械研究所研究生毕业论丈/2o3基于图像传感器的金标免疫分析技术研究陈贝特指导导师:黄立华摘要免疫测定

5、是基础研究和临床检测中广泛使片j的一种技术,遍及医学检测的各个领域。随着免疫测定技术的不断发展,许多新技术取代了传统的检测方法,金标免疫层析检测法,亦称金标免疫层析试纸条检测便是其中之一。金标免疫层析试纸条检测具有诸多优点,包括检测速度快、操作简便、无污染、试剂稳定等,已受到临床检验界的极大关注,并发展成为临床检验的前沿领域。POCT(PointofCareTesting)以其方便、快速、高效而受到了人们的青睐,近年在国内外都得到了快速发展。随着LIJ围医改的实施以及防病健康知识的提高,今后POCT在健康保健、疾病预防监控中的需求量更多,发挥的作用更大。但是

6、,日前国内外金标免疫层析试纸条(简称:金标试纸条)定量检测的POCT仪器的性能并不理想,并且国外进口仪器价格较高,使该类型仪器在国内的应用受到了限制。在已经出王见的金标试纸条检测POCT仪器巾,其测量方工℃主要分为扫描测量和成像测量。对于采用扫描测量方式对金标试纸条进行检测的系统,其机械结构复杂,测量时间相对较长,且易受外界干扰。成像测量较扫捕测量,具有快速、稳定等优点。但是对于采用成像测量方式的检测仪器,我们尚未看到对于照明和图像质量进行相关研究的检测仪器,而恰恰这两个方面会直接影响到仪器的检测性能。因此,研究并发展具有中国自主知识产权的高性能金标试纸条定

7、量检测的POCT仪器的具有重要的意义与价值。围绕着研制m一种具有高灵敏度、高重复性、快速、稳定、便携、功耗低、成本低、结构简单等优点的成像型金标试纸条定量检测POCT仪器的目标,本论基于图像传感器的金标免疫分析技术研究/陈贝特文的主要内容如下:(1)溉述了POCT}rI勺发展及应用、金标免疫层析试纸条POCT定量检测仪器的发展现:队、图像传感器以及DSP技术的发展状况,为本论文上作的开展奠定了必要的基础。(2)深入研究了金标试纸条定量榆测理论,分析了纳米金颗粒的光学特性以及胶体金免疫标记技术的基本原理。之后,着重研究了金标试纸条结构,以及与本谍题有关的双抗夹

8、心法金标免疫层析反应原理。(3)开展了基于图像传感器的成像型金标试纸条检测POCT仪器(简称:金标条阅读仪)的整体设计。本论文从光学模块、控制系统模块和图像数据算法模块这i个模块开展金标条阅读仪的设计。同时,根据成像型仪器的特点,提出了提升仪器性能的关键技术点,即优化设计金标试纸条上照明均匀性和图像传感器成像参数,以此来提高金标条阅读仪的检测灵敏度。最后,详细介绍了金标条阅读仪设计的主要组成:OV663图像传感器、TMS320C6747DSP芯片和嵌入式实时操作系统DSP/BIOS。(4)开展了金标条I’蒯读仪的详细设计,具体内容包括金标条l蒯读仪照明均匀性

9、设计,OV6630图像传感器成像参数优化设置,仪器内

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